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【一道高中物理题质量m为3X10^6kg的列车,在恒定的额定功率下,沿平直的轨道由静止开始出发,在运动的过程中受到阻力Ff大小恒定,经过一定时间达到最大速度vm=20m/s,此时司机发现前方4X10^3m处轨道】
1人问答
更新时间:2024-04-18
问题描述:

一道高中物理题

质量m为3X10^6kg的列车,在恒定的额定功率下,沿平直的轨道由静止开始出发,在运动的过程中受到阻力Ff大小恒定,经过一定时间达到最大速度vm=20m/s,此时司机发现前方4X10^3m处轨道旁山体塌方,便立即紧急刹车,刹车过程附加的制动力f加恒为9X10^4N.结果列车刚好到轨道毁坏处停下.求

(1)刹车过程所受合力做

(2)整个行驶过程中列车所受的阻力Ff的大小

(3)列车的额定功率

刘陶回答:
  (1)刹车过程所受合力(阻力Ff与附加制动力f加的和)做功等于列车动能的减少量.   即所求的功是 W=-(Ff+f加)*S=0-(m*Vm^2/2)   式中 S=4X10^3米   得 W=-(3X10^6*20^2/2)=-6*10^8焦耳   (2)由上一问的表达式 得   所求的阻力Ff=(-W/S)-f加=[6*10^8/(4X10^3)]-9X10^4=6X10^4牛   (3)在速度刚达到最大值Vm时,牵引力大小等于阻力Ff的大小   所以,列车的额定功率是 P额=Ff*Vm=6X10^4*20=1.2*10^6瓦=1200千瓦
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